SERVER [Chapter 1.3] Single channel vs Dual Channel Memory

Discussion in 'Memory' started by root, Nov 15, 2016.

  1. root

    root Active Member

    Joined:
    Dec 31, 2012
    Messages:
    1,177
    Likes Received:
    18
    Trophy Points:
    38

    Single channel and Dual Chanel Memory

    1.5. Các kiểu dáng của RAM

    1.5.1. SIMM (single In-line Memory Module):
    • Là bản mạch nhỏ chứa các chip nhớ sử dụng cho các máy trước kia. RAM dùng cho khe cắm dạng SIMM thường có 2 loại 30-pin hoặc 72-pin.
    • Thông tin mỗi lần truyền tải là 8 bit, sau đó được phát triển lên thành 32 bit.
    SIMM (single In-line Memory Module)

    1.5.2. DIMM (Dual In-Line Memory Module):
    • DIMM có số đường dữ liệu tiếp xúc với Mainboard nhiều gấp đối so với SIMM vì khả năng tiếp xúc với Mainboard bằng 2 đường cạnh độc lập.
    • RAM khe cắm dạng DIMM thường sử dụng 72-pin truyền dữ liệu dạng 32-bit hoặc 168-pin truyền dữ liệu dạng 64-bit.
    • Các loại RAM thường sử dụng khe DIMM như: SDRAM, DDRAM và RDRAM.
    DIMM (Dual In-Line Memory Module)

    1.5.3. RIMM

    • RIMM là khe gắn chọ bộ nhớ loại RDRAM.
    • RIMM có hình dáng gần giống như DIMM với khả năng truyền 16-bit mỗi lần.
    Khe RIMM

    1.6. Giới thiệu về Dual Channel

    Trước tiên chúng ta hãy lấy một hệ thống không hỗ trợ tính năng dual channel (nghĩa là hệ thống single channel).

    1.6.1 Single Channel Memory

    • Khi nói rằng bus dữ liệu của bộ nhớ là 64-bit thì điều đó có nghĩa rằng 64 dây đó (dây vật lý trên bo mạch chủ) sẽ kết nối memory controller và các socket của bộ nhớ. Các dây này được gán nhãn từ D0 đến D63.
    • Bus dữ liệu của bộ nhớ được chia sẻ cho tất cả các socket nhớ. Các bus địa chỉ và bus điều khiển sẽ kích hoạt đúng socket nhớ dựa vào địa chỉ nơi dữ liệu phải được lưu hay được đọc.
    Single Channel Memory
    Hình 2: Single channel làm việc như thế nào​

    1.6.2. Dual Channel Memory

    • Trên các hệ thống hỗ trợ công nghệ dual-channel, bus dữ liệu của bộ nhớ được mở rộng thành 128 bit. Điều này có nghĩa rằng trên các hệ thống như vậy sẽ có 128 dây kết nối giữa memory controller và các socket của bộ nhớ. Các dây này được gán nhãn từ D0 đến D127.
    • Vì mỗi mođun nhớ chỉ có thể chấp nhận 64 bit trên mỗi chu kỳ nên sẽ có hai môđun nhớ được sử dụng để lấp đầy bus dữ liệu 128 bit. Chính vì vậy để công nghệ dual-channel làm việc bạn cần phải có một số lượng chẵn các mođun nhớ trên hệ thống (thừa nhận rằng CPU của AMD và chipset của Intel hỗ trợ công nghệ này).
    • Nếu bạn chỉ cài đặt một muđun nhớ thì công nghệ này sẽ không làm việc vì bộ nhớ sẽ vẫn được truy cập 64 bit trên mỗi chu kỳ. Hay nói theo cách khác, dual channel làm việc bằng cách truy nhập vào cả hai mođun một cách song song cùng thời điểm.
    Dual Channel Memory
    Hình 3: Dual channel làm việc như thế nào​

    Vì hai mođule đều được truy cập tại cùng một thời điểm nên chúng phải giống hệt nhau (cùng dung lượng, cùng định thời và cùng tốc độ clock).

    1.7. Dung lượng RAM tối đa và Memory Bank

    • Các Module (Thanh RAM) có thể dựa trên các chip x4 x8 hoặc x16, x4 và x8 (bus width của chip nhớ) tức là đồng thời chip nhớ có thể cho ra bao nhiêu bit dữ liệu. Hầu hết các hệ thống hiện nay đều sử dụng loại x8 hoặc x16.

    1.7.1. Hệ thống 32-bit:

    • Các hệ điều hành 32bit có khả năng quản lí địa chỉ nhớ trong 32bit kết hợp với CPU 32bit có khả năng đánh dấu địa chỉ nhớ trong 32bit.
    • Do đó sẽ có 2^32 địa chỉ nhớ được đánh dấu và quản lí. 2^32 = 4294967296 ~ 4Gb địa chỉ nhớ. Tương ứng với mỗi địa chỉ nhớ là 8bit (x8).
    • Như vậy lượng RAM tối đa mà 1 hệ thống 32 bit có thể có là 4Gb * 8 = 4GB.
    • Mỗi location (địa chỉ nhớ) ứng với 8bit là do IBM đưa ra. Nhưng sau này thì đã có các chip x16 nên lượng RAM tối đa với hệ thống 32bit trên lý thuyết sẽ cao hơn 4GB nhiều.

    1.7.2. Hệ thống 64-bit:

    • Đối với các hệ điều hành 64 bit kết hợp với hệ thống 64 bit có khả năng đánh dấu và quản lí địa chỉ nhớ trong 64bit.
    • Tức là lượng RAM tối đa là có 4GB*2^32 (do 2^64 gấp 2^32 là 2^32 lần).
    • Ví dụ: Với 1 Chip RAM có kí hiệu 32M x 8 thì có thể hiểu 32M là có 32 triệu location (32M) mỗi location là 8 bit (x8) nên chip RAM này có dung lượng 32Mbyte.

    1.7.3. Bank Memory

    • Data Bus width của RAM là 64 bit. Tương xứng với mỗi địa chỉ nhớ là 8 bit. Vậy làm thế nào mà CPU tận dụng được 64-bit bus width này. 1 Module RAM gồm nhiều chip:
      • 8 chip hợp lại tạo thành 1 Bank (đối với loại chip x8).
      • 16 chip hợp thành 1 Bank (đối với loại chip x4)
      • 4 chip hợp thành 1 BANK đối với loại x16. Đây là hình minh họa cho 1 BANK đối với chip x8.
    Bank Memory (1)


    • Khi cần nạp dữ liệu CPU sẽ nạp toàn bộ dữ liệu vào 1 Bank. Như vậy cả 64 bit dữ liệu sẽ được phân đều trên 8 chip x8.
    • Trên thực tế 1 SDRAM chip có khoảng 60 pin. Ngoài các pin cho địa chỉ, điều phối và điện tiêu thụ thì sẽ còn 16 pin để truyền dữ liệu. Như vậy 4 Chip này đã đủ hợp thành 1 BANK để lấp đầy 64 bit dữ liệu cho CPU.
    • Ở chế độ Single Channel sẽ chỉ có 1 Bank duy nhất được truy cập vào cùng 1 thời điểm.
      • Data Bus Width sẽ là 64 bit.
      • Như vậy:BandWidth = Bus Speed * Bus Width/8 = Bus Speed * 64/8 = Bus Speed *8 (Sở dĩ chia 8 là do Bus width tính theo đơn vị Bit còn BandWidth lại tính theo đơn vị là MB/s 1byte = 8 bit)
      • VD: Với 1 thanh DDR-SDRAM 400 MHZ thì BandWidth = 400 * 64/8 = 3200MB/s vì thế mà người ta còn kí hiệu PC320.
    • Nhưng ở chế độ Dual Channel sẽ có tới 2 Bank ở 2 DIMM khác nhau được truy cập cùng 1 lúc. Điều này đã làm cải thiện băng thông của toàn bộ hệ thống.
      • Lúc này mỗi Bank sẽ mở 1 kênh về Mem Controler.
      • Mỗi kênh có BandWidth là 64 bit như vậy tổng BandWidth của toàn bộ hệ thống là 128 Bit. Lúc này BandWidth = Bus Speed * 128/8 = Bus Speed * 8.

    1.8. Memory RANK

    • Memory Rank là tập hợp các DRAM Chipđược kết nối đến 1 chip Select để có thể truy cập đồng thời dữ liệu các Chip trên 1 thành RAM. Chúng chia sẽ tất cả các tín hiệu điều khiển, kiểm soát và chỉ những chân dữ liệu cho mỗi DRAM là riêng biệt (nhưng các chân dữ liệu này cũng được chia sẽ dọc theo các Memory Rank).
    • Trên thành RAM, mỗi Rank có độ rộng 64-bit data bus (72-bit đối với DIMM hỗ trợ ECC).
    • Ví dụ như hình dưới đây:
      • Single Rank: x8 (độ rộng 8-bit), như vậy cây RAM này phải có 8 chip (9 chip nếu DIMM ECC).
      • Single Rank: x4 (độ rộng 4-bit), như vậy cây ram này cần có 16 chip (18 chip nếu DIMM ECC) trên cả 2 mặt của cây RAM. Vì vậy, bạn đừng nghĩ cây RAM nào có 2 mặt chip là Dual-Rank nhé.
      • Dual Rank: x8 (độ rộng 8-bit), như vậy cây RAM này phải có 16 chip (18 chip nếu DIMM ECC).
    Memory RANK
     
    Last edited: Nov 15, 2016
  2. nontakjaba

    nontakjaba Member

    Joined:
    Dec 10, 2017
    Messages:
    103
    Likes Received:
    0
    Trophy Points:
    16
    Gender:
    Male
    Cam on ban da chia se
     
  3. nontakjaba

    nontakjaba Member

    Joined:
    Dec 10, 2017
    Messages:
    103
    Likes Received:
    0
    Trophy Points:
    16
    Gender:
    Male
    Cam on ban da chia se
     

Share This Page